[发明专利]一种污水处理厂智能除磷加药系统及方法

说明书

本发明公开了一种污水处理厂智能除磷加药系统及方法，属于污水处理领域。本发明的除磷加药系统，利用了前馈+串级反馈的控制方式进行控制，前馈控制能够较快的应对来水冲击，而串级反馈控制系统，在保证出水TP能够稳定达标的前提下，较精确的计算了除磷剂的投加量，应用于污水处理厂不仅能够节能降耗，而且能够节省投资。

技术领域

本发明属于污水处理领域，更具体地说，涉及一种污水处理厂智能除磷加药系统及方法。

背景技术

当前，城镇化建设力度加大，污水处理厂运营进入高效运行期，污水处理厂面临达标排放压力增大，同时面临企业提质增效，向节能降耗等方向发展，响应社会节能减排目标。

城镇污水处理厂除磷主要依靠生物除磷和化学除磷，生物除磷主要通过设置厌氧区和好氧区，通过污泥混合液中聚磷菌厌氧释磷和好氧吸磷，污泥排放达到磷的去除。通常由于生物除磷受工艺条件限值等因素，去除效率一般在50％以下，此时直接出水排放很容易造成出水TP(total phosphorous，总磷)超标。水厂通过在二沉池或高密池中投加除磷药剂中的金属离子与磷酸盐反应沉淀于污泥中，沉淀物与污泥一同排出实现磷的去除，称为化学除磷。投加的除磷药剂一般为PAC、硫酸铁、氯化铁等，投加方式以恒量投加为主，根据出水TP数据人工进行调节，但是会经常出现由于水质、水量波动调节不及时TP超标，或投加量过大出现超投等现象。

化学除磷自动控制系统能够节能降耗，越来越受到市场的关注，并且自动化学除磷加药控制是实现智慧污水厂智能加药的重要技术载体。现有研究大多是对有一个处理系列的污水厂进行化学除磷的智能控制还未见对同一污水厂有两个处理系列的化学除磷的自动控制进行研究，并且也存在水质波动情况下仪表无法实时响应，仪表故障率较高，仪表的可靠性受到一定影响，造成控制系统存在偏差的问题。

发明内容

1.要解决的问题

针对现有技术中无法精准控制投加除磷药剂的问题，本发明提供一种污水处理厂智能除磷加药系统及方法。本发明可以在污水处理节能降耗与工艺达标前提下，助污水处理厂高效稳定运行，并可以实现同一污水厂的两个处理系列的化学除磷的自动控制。

2.技术方案

为了解决上述问题，本发明所采用的技术方案如下：

本发明的一种污水处理厂智能除磷加药系统，包括高密度沉淀池、聚合硫酸铁加药罐、加药泵、流量计、服务器、第一PID控制器、第二PID控制器、第一磷酸盐仪表、第二磷酸盐仪表、总磷仪表；其中，第一磷酸盐仪表用于监测高密度沉淀池进口磷酸盐的浓度，第二磷酸盐仪表用于监测高密度沉淀池出口磷酸盐的浓度。

优选地，所述服务器内设置有前馈计算模块和反馈计算模块，所述前馈计算模块用于根据第一磷酸盐仪表和第二磷酸盐仪表的数据信号进行模型计算；所述反馈计算模块用于根据第二磷酸盐仪表与总磷仪表以及第一PID控制器与第二PID控制器的数据信号进行模型计算。

优选地，所述高密度沉淀池是污水处理厂中AB处理系列或A²O处理系列的高密度沉淀池。

本发明的一种污水处理厂智能除磷加药控制方法，包括采用前馈和串级反馈的形式对污水处理厂中高密度沉淀池的加药量进行调节控制，具体步骤为：

S10、前馈控制：基于高密度沉淀池进、出水的正磷酸盐浓度数据，依据前馈计算模块进行前馈计算加药量；

S20、反馈控制：基于高密度沉淀池出水的正磷酸盐浓度数据和总出水的总磷浓度数据，在反馈计算模块中形成串级反馈，精确计算加药量。

优选地，步骤S10中，包括前馈化学除磷控制模型的建立，前馈除磷剂加药量Q₂为

其中：C₁为高密池进水正磷酸盐浓度，mg/L；